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ECMO在重症呼吸衰竭患者救治中的应用

李绪言 首都医科大学附属北京朝阳医院 发布于2024-04-29 浏览 556 收藏

作者:李绪言


单位:首都医科大学附属北京朝阳医院 北京呼吸疾病研究所



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ECMO在重症呼吸衰竭患者救治

中的病理生理



1. VV-ECMO病理生理


ECMO最早在部分医院推广源于2009年重症甲流导致的ARDS,后续逐渐积累了相关经验,而ECMO在新冠肺炎患者中的应用也使其变得家喻户晓。对于重症呼吸衰竭患者,通常选用VV-ECMO模式。氧输送时,一部分源于流量,在正常人体是心排血量,而体外系统输送的流量即为ECMO的血流量,另一部分是动脉血氧含量。如下图所示,从体内引出的静脉血经过膜肺后进行充分氧合,其氧分压可以达到500 mmHg左右,血氧含量进一步提高。而血液通过静脉系统流入肺动脉,这其实是两部分血液的混合,一部分是没有到体外的静脉回流血液,另一部分是经过ECMO充分氧合的血液,之后再进入肺循环,保证全身的氧输送,相当于在患肺基础上串联了一个新的肺,以满足机体的氧供。



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图片来源:Fan E, et al. Intensive Care Med, 2016, 42(5):712-724.




2. 氧合影响因素


影响ECMO患者氧合的因素包括:①ECMO血流量;②静脉回心血量;③再循环血容量;④混合静脉血氧饱和度;⑤患者残存肺功能。通过ECMO血流量的增加提高了氧输送,进而使损伤的肺得以休息。当患者残存肺功能逐渐恢复,能够满足通气和氧合需求时,可以逐渐降低ECMO的血流量以达到撤离的目的。但ECMO血流量和患者残存肺功能在其中发挥主要作用。


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ECMO在救治重症呼吸衰竭患者中的应用

1. 
建立ECMO的指征与时机

1)ECMO适应证

当患者出现了重症呼吸衰竭,考虑建立VV-ECMO,此时应进行综合因素评估,包括:①疾病潜在可逆性;②原发病的严重程度及进展情况;③年龄、肥胖、肝素禁忌或相对禁忌;④合并症与并发症—免疫力低下、出凝血功能障碍等;⑤ECMO前机械通气时间—高通气支持水平(气道平台压>30 cmH2O,FiO2>0.8)应用超过7~10 d的患者需谨慎;⑥社会-经济因素;⑦管理经验与团队建设。

下图所列为近年发表的体外生命支持ECLS)救治重症呼吸衰竭的5项RCT研究,前2项研究关于ECMO,3项关于体外二氧化碳清除第一项研究的时间较早,发表于2009年Lancet杂志第二项研究—EOLIA研究发表于2018年N Engl J Med 杂志,该研究是国际多中心大规模RCT研究对于ARDS患者何时考虑ECMO作为挽救性治疗,我们的上机标准仍是参考此项研究。


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图片来源:Combes A, et al. Intensive Care Med, 2020, 46(12):2464-2476.

何时考虑建立ECMO,EOLIA研究给出了3项指标:①PaO2/FiO2<50 mmHg超过3 h;②PaO2/FiO2< 80 mmHg超过6 h;③动脉血pH<7.25并伴有PaO2/FiO2>60 mmHg超过6 h。该研究结果显示:ECMO组患者60 d死亡率低,与对照组相比差异无统计学意义(P=0.07);ECMO组患者60 d治疗失败率低,与对照组相比差异有统计学意义(P<0.001)。


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图片来源:Combes A, et al. N Engl J Med, 2018, 378:1965-1975.


在新冠疫情期间,我们就接触到的ECMO患者进行了回顾性研究,旨在评价早期启动和延迟启动ECMO对COVID-19所致ARDS患者预后的影响。研究收集2019年12月29日至2020年4月5日所在医院VV-ECMO救治的COVID-19所致ARDS患者的临床资料。达到EOLIA标准24 h内建立ECMO为“早期启动”,达到EOLIA标准超过24 h建立ECMO为“延迟启动”。主要观察终点为ECMO撤机成功率和ECMO后60 d死亡率。研究共入组31例患者,14例纳入早期启动组,17例纳入延迟启动组。31例患者平均年龄为58岁(46~65岁),19例(61%)男性。


结果显示:延迟启动组患者ECMO撤离成功率低于早期启动组(6% vs 50%,P=0.011),延迟启动组ECMO后60 d病死率高于早期启动组(88% vs 50%,P=0.044),且ICU死亡率亦高于早期启动组(94% vs 57%,P=0.026)。Kaplan-Meier曲线分析显示:两组患者ECMO后60 d死亡率和ICU病死率比较差异均有统计学意义。


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图片来源:Front Med (Lausanne), 2021, 8:716086.


综上,ECMO启动时机的把握是治疗成功的重要影响因素,如果患者达到标准,宜早期建立ECMO。疫情的爆发造成医疗资源的相对不足,一定程度上导致延迟启动。ECMO可有效改善COVID-19所致极危重ARDS患者氧合,但延迟启动可导致不良预后。

2. ECMO的管理

(1)ECMO过程管理

首先,需要关注呼吸机参数的设置。建立ECMO是让肺得到休息,所以吸入氧浓度通常较低,设置为30%~50%。如果为容控模式,PEEP≥10 cmH2O,但设立一个小的潮气量,以保证平台压≤24 cmH2O,然后呼吸频率≤10~20次/min,驱动压<15 cmH2O。如果采用压控模式,PEEP≥10 cmH2O,但峰压或平台压仍然≤24 cmH2O。跨肺压指导PEEP滴定不失为一种好的选择。其次,监测患者凝血功能。在ECMO治疗过程中需要体外抗凝,最常使用普通肝素,但由于重症新冠肺炎患者存在凝血纤溶异常,所以抗凝目标需要适当提高。再次,关注患者药效和药代动力学。ECMO管路增加了整体的分布容积,膜肺的人工材料对药物有吸附作用。此外,重症患者肝肾功能不良也会影响药物的清除。最后,ICU患者的早期康复也是需要关注的重点。

每日监测指标包括:脑部情况出血和血栓的平衡,ECMO管路的安全性无菌操作,防止出现导管相关性血流感染。

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图片来源:Combes A, et al. Intensive Care Med, 2020, 46(12):2464-2476.

2)撤机流程

既往撤机我们更多权衡患者肺的恢复情况,如果从量化指标出发,准备撤机时可能更多关注患者肺的修复情况,如果患者肺修复良好,其顺应性也会改善,弹性阻力会降低。平台压≤24 cmH2O或驱动压≤14 cmH2O,潮气量改善,可以作为启动撤机流程的参考。


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图片来源:Combes A, et al. Intensive Care Med, 2020, 46(12):2464-2476.

3. ECMO患者的预后

德国一项单中心回顾性研究调查了2010年10月至2019年6月期间129例VV-ECMO患者,对VV-ECMO救治的重症ARDS存活患者长期随访,对其存活率、健康相关生活质量(HRQL)及重返工作岗位的情况进行分析。随访时间为1.3~9.7年,中位时间为3.9(2.2~6.6)。129例患者中,94例完成随访(72.8%),71例存活(75.5%),53例完成HRQL评估。289例患者中153例成功撤离ECMO,但存活129例;6个月存活率为89.4%(84/94),12个月存活率为85.1%(80/94)。Kaplan-Meier曲线可见9.7年的随访时间存活率为68.5%。


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图片来源:Rilinger J, et al. Crit Care, 2021, 25(1):410.

影响患者远期病死率的独立危险因素ECMO持续时间原发病相关,原发病病情重,ECMO持续时间较长,患者远期预后较差。


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图片来源:Rilinger J, et al. Crit Care, 2021, 25(1):410.


53例完成HRQL评估,中位随访时间为3.9年(2.2~6.6年)。82%的患者重返工作岗位,61%继续原工作,21%换其他;8%存在残疾,10%在ECMO前无工作;SF-36评分较高,平均72.9(61.7~83.8);与德国普通抽样人群相比,生理机能、生理职能和一般健康状态等指标轻度降低;抑郁评分低于德国普通抽样人群,SGRQ介于欧洲普通人群和慢阻肺人群之间。


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图片来源:Rilinger J, et al. Crit Care, 2021, 25(1):410.

4. 现状及未来方向

参照EOLIA研究入组标准,ECMO的使用宜早不宜迟;在使用过程中,细节管理至关重要,一招不慎,可能导致患者预后不良;使用ECMO的患者获得了较好的随访预后,也为后续开展该技术提供了借鉴。尽管新冠肺炎使ECMO家喻户晓,很多医院也在积极开展这项技术,但总体效果并不尽如人意。


ECMO的地域分布与当地经济水平密切相关;而由于ECMO从业人员水平参差不齐,开展ECMO救治的经验差距也较大,这种差距在疫情时期更为凸显;当前,尽管危重患者ECMO转运逐步开展,但确实也受到疫情的阻隔。未来ECMO的发展方向仍是以专业人才培养、技术标准化和规范化以及团队建设为主,而患者仍需集中救治管理,避免各自为战。


作者简介




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首都医科大学附属北京朝阳医院


  • 首都医科大学附属北京朝阳医院呼吸与危重症医学科主任医师
  • 中国老年医学学会呼吸病学分会呼吸治疗与肺康复学术工作委员会委员
  • 中国胸血管麻醉学会体外生命支持分会青年委员
  • 承担“首发专项基金”1项,发表SCI及核心期刊论文多篇
  • 主要研究方向:呼吸危重症
  • 在氧疗、机械通气及ECMO支持方面有较丰富的经验,多次参与ECMO支持极重度呼吸衰竭患者的省际转运


*本文根据“呼吸危重症菁英秀”第一期专题视频整理感谢李绪言教授予以审核。


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